本文關(guān)鍵詞：塔式熱發(fā)電站聚光鏡場特性研究

  更多相關(guān)文章： 塔式太陽能熱發(fā)電 定日鏡 光斑漂移 鏡場聚光能量 鏡場設(shè)計

【摘要】：隨著世界常規(guī)能源的日益匱乏、人類對能源需求的不斷增加以及全球氣候的不斷惡化,太陽能以其儲量無限、使用清潔以及開發(fā)成本低等獨特優(yōu)勢受到越來越多的關(guān)注和重視。在大規(guī)模太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中,塔式熱發(fā)電具有較高的工作溫度和集熱效率,因此成為太陽能發(fā)電方式的首選。我國太陽能技術(shù)起步較晚,關(guān)于塔式熱發(fā)電系統(tǒng)的研究較少,尚有很多問題亟須開發(fā)研究。本文對太陽的運動規(guī)律、定日鏡場的反射光斑動態(tài)漂移特性、聚光鏡場能量的分布特性和最佳鏡場設(shè)計方案等方面進行了研究,具體工作如下：(1)太陽運動規(guī)律的研究根據(jù)太陽的運動特性,在兩分兩至日分別對太陽的高度角和方位角進行仿真,分析歸納太陽角度的變化規(guī)律。(2)定日鏡光斑動態(tài)漂移特性的研究首先提出一種基于光學(xué)反射原理的定日鏡反射光斑中心計算方法,在理想情況下分析不同塔高、不同位置和不同時刻定日鏡反射光斑中心點的動態(tài)變化規(guī)律。考慮跟蹤誤差對定日鏡反射光斑漂移特性的影響,并對矩形全鏡場中春分日不同時刻的光斑動態(tài)漂移特性進行了仿真計算。(3)全鏡場動態(tài)能量的研究建立了鏡場聚光能量的數(shù)學(xué)模型,分析了太陽位置、定日鏡間距以及塔高對陰影效率的影響,并對矩形鏡場在不同時間段進行聚光能量的仿真,進一步研究了相鄰定日鏡間距、吸熱塔高度對鏡場平均能量的影響。(4)鏡場設(shè)計方案的研究基于鏡場的設(shè)計原則,提出了三種鏡場設(shè)計方案,通過對三種定日鏡場的余弦效率、光斑漂移特性、陰影效率、鏡場能量和占地面積進行對比和分析,得出最佳設(shè)計方案。仿真結(jié)果驗證了上述研究的正確性和可行性,為深入研究塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù),實現(xiàn)我國太陽能熱發(fā)電技術(shù)的大力發(fā)展奠定了良好的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：塔式太陽能熱發(fā)電 定日鏡 光斑漂移 鏡場聚光能量 鏡場設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-24
• 1.1 課題研究背景8-12
• 1.1.1 國內(nèi)外能源現(xiàn)狀與環(huán)境問題8-9
• 1.1.2 我國太陽能應(yīng)用前景9-12
• 1.2 太陽能發(fā)電的主要方式12
• 1.3 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)12-19
• 1.3.1 槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)13-14
• 1.3.2 碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)14-15
• 1.3.3 塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)15-18
• 1.3.4 三種熱發(fā)電系統(tǒng)性能比較18-19
• 1.4 國內(nèi)外塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀19-20
• 1.4.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀20-22
• 1.4.3 塔式熱發(fā)電站鏡場特性的研究現(xiàn)狀22
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)22-24
• 第2章 塔式太陽能系統(tǒng)的發(fā)電機理與對象模型分析24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 太陽運動規(guī)律24-26
• 2.2.1 太陽赤緯角24-25
• 2.2.2 太陽高度角、方位角25-26
• 2.3 聚光鏡場工作原理26-30
• 2.3.1 定日鏡跟蹤方式26
• 2.3.2 定日鏡追日跟蹤模型26-28
• 2.3.3 鏡場光學(xué)效率28-30
• 2.4 塔頂吸熱器30-32
• 2.4.1 分類30-31
• 2.4.2 吸熱工質(zhì)31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 定日鏡光斑動態(tài)漂移特性的研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 定日鏡反射光斑動態(tài)模型的建立33-34
• 3.3 光斑動態(tài)漂移特性仿真與分析34-42
• 3.3.1 塔高對定日鏡的光斑漂移特性的影響35-38
• 3.3.2 最小半徑對定日鏡的光斑漂移特性影響38-39
• 3.3.3 全鏡場光斑漂移特性分析39-41
• 3.3.4 跟蹤誤差對光斑漂移特性的影響41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 全鏡場動態(tài)能量的仿真與分析43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 聚光鏡場能量數(shù)學(xué)模型的建立43
• 4.3 鏡場中陰影損失的計算43-47
• 4.3.1 太陽高度角、方位角對陰影損失的影響44-46
• 4.3.2 定日鏡間距對陰影損失的影響46-47
• 4.4 全鏡場動態(tài)能量仿真47-52
• 4.4.1 兩分兩至日全鏡場能量分布48-51
• 4.4.2 定日鏡間距對全鏡場能量的影響51-52
• 4.4.3 塔高對全鏡場能量的影響52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 鏡場設(shè)計方案的比較分析研究53-60
• 5.1 引言53
• 5.2 聚光鏡場的設(shè)計53-54
• 5.2.1 基本設(shè)計要求53
• 5.2.2 鏡場設(shè)計方案53-54
• 5.3 不同設(shè)計方案的鏡場效率分析54-59
• 5.3.1 余弦效率分析55
• 5.3.2 光斑溢出分析55-56
• 5.3.3 陰影損失分析56-57
• 5.3.4 鏡場能量分析57-58
• 5.3.5 經(jīng)濟性分析58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 本文總結(jié)60
• 6.2 研究展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)研究成果65-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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本文編號：764246